【工艺降本篇】以磷酸锂为锂源一步法制备磷酸铁锂工艺
以磷酸锂代替碳酸锂做锂源，降低磷酸铁锂原料成本。采用磷酸锂和磷酸亚铁为原料，用磷酸亚铁为前驱体原料，反应过程不需加入双氧水，锂源成本和铁源成本均有降低，预计成本节约3000元/吨。
工艺流程
除去锂盐溶液中的可溶性杂质，得到除杂后的锂盐溶液；
1、将锂盐溶液加热至80℃，向锂盐溶液中按质量比为1：0.005加入EDTA（螯合剂），并加入氨水调节pH为2，等待反应30min ,使锂盐溶液中的可溶性杂质离子形成可溶性化合物（钙离子、镁离子、钠离子以及钾离子）；
2、将得到的溶液进行过滤，得到滤液和滤饼；
3、将得到滤饼进行再溶解，并加入树脂（T‑42阳离子交换树脂）对剩余的钠离子进行吸附，填充高度为50cm，得到除杂后的锂盐，将净化后的锂盐溶解，得到锂盐溶液，所述锂盐溶液中Li+的浓度为0 .75mol/L；
（加入螯合剂将锂盐中钙镁钠钾形成可溶性化合物，再进行过滤，后将滤饼再溶解加入树脂将剩余的钠离子进行吸附，得到较纯净的锂盐溶液，除杂率可达99％）
将MAP用纯水溶解，得到磷盐溶液，磷盐溶液中P含量为0 .65mol/L，磷盐溶液利用氨水调节pH在8。
将磷盐溶液滴加到锂盐溶液中，锂和磷的物质的量之比为3 .1:1，搅拌转速360rpm，反应时间1 .5h，pH调节到10生成磷酸锂料浆；
通过磷盐溶液与亚铁盐溶液反应得到八水磷酸亚铁；
1、将FeSO4用纯水溶解，过滤得到铁盐溶液，铁盐溶液中FeSO4的浓度为0 .6mol/L，将MAP用纯水溶解，得到磷盐溶液，磷盐溶液中P含量为0 .5～1 .0mol/L，磷盐溶液利用氨水调节pH在6，将得到的亚铁盐溶液与磷盐溶液进行混合，且亚铁盐溶液与磷盐溶液物质的量之比为1 .48:1，并加入没食子酸（抗氧化剂）0 .02％(以硫酸亚铁记)进行反应，搅拌转速200rpm，反应时间0 .5h，生成磷酸亚铁料浆；
2、磷酸亚铁料浆溶液的pH值调节到到8；
3、磷酸亚铁料浆用压滤机过滤并用纯水洗涤，洗涤终点为洗水电导率≤50μS/cm，得到八水磷酸亚铁滤饼。
（若物质的量之比低于1 .48，会造成磷酸亚铁溶液中出现其他高磷杂质，若物质的量之比高于1 .50，会造成亚铁反应不完全。反应中，将磷盐溶液与亚铁盐溶液混合再加入少量抗氧化剂进行反应，用于防止亚铁盐溶液氧化，影响转化速率和产能，若不加入抗氧化剂，易形成其他化合物，影响产品的均一性，将反应的pH调节至5～8获得浆料，这样设置有利于形成八水磷酸亚铁，pH若小于5，会造成形成的磷酸亚铁晶型结构未完全长成，影响后期形成磷酸铁锂的压实密度；若pH大于8，形成的磷酸亚铁会带出大量金属杂质。通过抗氧化剂防止亚铁离子氧化同时能够成为磷酸铁锂包覆碳源。）
将八水磷酸亚铁与磷酸锂(物质的量之比＝1：1 .05)、葡萄糖(八水磷酸亚铁质量的6 .35％)和纯水与无水乙醇混合，混合液的固含量40％，加入植酸掺杂(植酸为磷酸亚铁重量的1 .0％)，加入砂磨机研磨，研磨至料浆粒径<0 .4nm。在研磨的过程中加入纯水、无水乙醇和磷酸以控制所述细粒径浆料的pH在1 .0～2 .2，固含量为30～40wt％。
（反应生成磷酸铁锂过程中，锂离子微过量，保证磷酸亚铁充分反应。葡萄糖的质量为磷酸亚铁质量的6 .5～9 .0wt％，在惰性气氛下煅烧，葡萄糖碳化生成无定形碳，一部分作为还原剂将三价铁还原成二价，还能将一部分硫酸根还原成SO2排出，剩余碳作为导电剂包覆在磷酸铁锂颗粒表面；若葡萄糖加入量小于6 .5％，则包覆碳的量过低，影响产品的导电性能，若葡萄糖加入量大于8 .0％，则包覆碳的量过高，影响产品的压实密度和比表面积；按照植酸元素质量为磷酸亚铁质量的0 .6～1 .0wt％掺入，植酸的加入量过小，对材料性能的提升程度有限，掺杂量过大，会破坏磷酸铁锂的原有结构，降低磷酸铁锂的稳定性，增加成本；混合料浆反应中加入复合碳源，其中加入植酸是为提高其容量，使其由传统的碳链包覆结构变成在磷酸铁锂内部建立碳层，既增加了磷酸铁锂的导电性能，碳层又能够储存能量，因此提高磷酸铁锂的比容量。植酸作为添加剂能够有效提升磷酸铁锂的锂离子扩散能力，植酸在磷酸铁表面形成层状结构碳膜空间能够储存更多容量，得到高容量高压实密度高铁磷比的磷酸铁锂。纯水加入量为固含量30～40％；固含量若小于30wt％，会造成设备产能浪费，若大于40wt％，则会增大研磨难度，影响研磨效果；混合料浆反应中加入无水乙醇作为分散剂，能有效防止浆料中的电极活性材料形成二级团聚体，且不引入前驱体中不包含的杂质离子，从而保证前驱体的混合均匀性，进而制备出性能优越的磷酸铁锂产品；）
将得到的细粒径浆料进行喷雾干燥，干燥的温度为150℃，对磷酸亚铁锂前驱体进行煅烧、烧结和粉碎在惰性气体的氛围下进行，且煅烧的温度为400℃，煅烧时间为5h，烧结的温度为800℃烧结的时间为8h，得到的磷酸铁锂为粒径为300nm的颗粒。（于120～180℃下干燥以脱去自由水和结晶水，后于350～450℃下煅烧2～6h形成纳米级磷酸铁锂颗粒，再经过700～800℃烧结4～8h得到最终的颗粒在300nm左右的磷酸铁锂颗粒）
得到的磷酸铁锂结晶性良好，呈现为pnma型橄榄石结构；磷酸铁锂的微观形貌，呈球状形态且粒径分布均匀，约为300nm；充放电倍率在0 .1C条件下，材料初始充放电容量能够达到162mAh/g，粉体压实密度达到2 .55g/cm3，极片压实密度2 .93g/cm3。
来源：锂电正极材料工艺
如涉及内容、图片、版权和其他问题，请与我们联系处理！
以上仅供参考学习交流。